新型稀土MAX相Sc2SeX (X=C, P)的稳定性预测与热物理性质：第一性原理研究

《Materials Today Communications》：Stability predictions and thermophysical properties of new rare earth MAX phases Sc 2SeX (X?=?C, and P): A first-principles study

本文通过第一性原理计算系统研究了新型稀土MAX相Sc2SeC和Sc2SeP的稳定性与物性。研究证实二者具有热力学/机械/动力学稳定性，呈现金属性特征和共价键特性。特别值得注意的是，其极低的热导率和优异的热稳定性（如Sc2SeC的高熔点）使其成为热障涂层（TBC）的理想候选材料。该研究为极端热-压条件下新型功能材料的设计提供了重要理论依据。

　　

Highlight

基于从头计算法，我们对两种新型MAX相化合物Sc₂SeC和Sc₂SeP的结构、电子、弹性、机械和热力学性质进行了研究。结果证实了它们的热力学、机械和动力学稳定性。此外，研究发现只有这两种化合物表现出负的生成焓（ΔH_cp）值，突显了它们成功合成的潜力。同时，态密度（DOS）分析揭示了它们的金属特性。值得注意的是...

Computational method

所有计算均基于密度泛函理论（DFT），通过剑桥串行总能量包（CASTEP）代码实现。采用BFGS算法进行几何优化以降低总能量和内力。交换关联能使用广义梯度近似（GGA-PBE）处理...

Phase stability and structural properties

在开始计算Sc₂SeX (X=C, N, B, P) MAX相的性质之前，必须首先确定它们的热力学稳定性并识别哪些化合物可能被合成。Sc₂SeX MAX相的最主要竞争相组合，以及预测的形成能（E_f）和生成焓（ΔH_cp）如表1所示。负的E_f通常表示自发的放热反应，而...

Conclusion

基于从头计算，研究了两类新型MAX相化合物Sc₂SeC和Sc₂SeP的结构、电子、弹性、机械和热力学性质。结果证实了它们的热力学、机械和动力学稳定性。此外，发现只有这两种化合物表现出负的ΔH_cp值，突出了它们成功合成的潜力。同时，态密度（DOS）分析揭示了它们的金属本性。值得注意的是...